KR101565053B1 - Shovel and method for controlling shovel - Google Patents

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KR101565053B1 KR1020130164962A KR20130164962A KR101565053B1 KR 101565053 B1 KR101565053 B1 KR 101565053B1 KR 1020130164962 A KR1020130164962 A KR 1020130164962A KR 20130164962 A KR20130164962 A KR 20130164962A KR 101565053 B1 KR101565053 B1 KR 101565053B1
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키미노리 사노
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스미토모 겐키 가부시키가이샤
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Abstract

쇼벨에 있어서 유압부하가 급격하게 증대된 경우에도, 엔진회전수의 저하를 억제하여, 엔진출력을 원활하게 상승시키는 것을 과제로 한다.
쇼벨은, 회전수가 일정하게 제어되는 엔진(11)과, 엔진에 접속된 메인펌프(14)와, 엔진에 접속된 전동발전기(12)와, 전동발전기를 제어하는 제어부(30)를 가진다. 제어부(30)는, 메인펌프(14)의 부하가 증대하고 있을 때에, 전동발전기(12)를 발전운전시켜, 엔진(11)으로의 부하를 증대시킨다.There is a problem in that, even when the hydraulic load is sharply increased in the shovel, the engine revolution speed is prevented from decreasing and the engine output is smoothly increased.
The shovel has an engine 11 in which the number of revolutions is constantly controlled, a main pump 14 connected to the engine, a motor generator 12 connected to the engine, and a control unit 30 for controlling the motor generator. The control unit 30 increases the load on the engine 11 by performing the power generation operation of the electric motor generator 12 when the load of the main pump 14 is increasing.

Description

쇼벨 및 쇼벨의 제어방법{Shovel and method for controlling shovel}{Shovel and method for controlling shovel}

본 출원은 2013년 2월 26일에 출원된 일본 특허출원 제2013-036300호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-036300, filed on February 26, 2013. The entire contents of which are incorporated herein by reference.

본 발명은, 엔진으로 구동되는 유압펌프에서 발생한 유압을 유압 작업요소에 공급하여 작업을 행하는 쇼벨에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a shovel for performing work by supplying hydraulic pressure generated in a hydraulic pump driven by an engine to a hydraulic work element.

쇼벨의 운전시에 유압 작업요소로서 예를 들면 붐의 구동이 개시되면, 유압부하가 급격하게 증대하여, 유압펌프를 구동하기 위한 엔진으로의 부하가 급격하게 증대한다. 따라서, 유압부하가 급격하게 증대하였을 때에도, 엔진으로의 부하의 급격한 증대를 억제하기 위하여, 유압부하가 증대하기 시작한 후 소정의 시간만큼 유압펌프의 출력을 억제하는 것이 제안되고 있다. (예를 들면, 특허문헌 1 참조).When the boom is started to be actuated as a hydraulic working element at the time of operation of the shovel, for example, the hydraulic load rapidly increases, and the load on the engine for driving the hydraulic pump is abruptly increased. Therefore, it has been proposed to suppress the output of the hydraulic pump for a predetermined time after the start of the increase in the hydraulic load in order to suppress the abrupt increase of the load on the engine even when the hydraulic load increases sharply. (See, for example, Patent Document 1).

선행기술문헌Prior art literature

(특허문헌)(Patent Literature)

특허문헌 1: 일본 특허공개공보 2000-154803호Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-154803

특허문헌 1에 개시된 출력제어에서는, 유압펌프의 급격한 부하의 증대를 억제하고 있다(즉, 유압펌프의 출력제한을 크게 한다). 그런데, 유압펌프의 부하를 저감한 직후부터, 엔진토크는 급격하게 상승하여 회복된다. 이에 따라, 일단 저하된 엔진회전수도 즉시 상승하여 회복된다. 이로 인하여, 정회전수 제어가 행해지고 있는 엔진에서는, 엔진의 출력제어가 작용되고, 다시 엔진토크는 저하된다. 이 때, 유압펌프의 출력제한은 아직 통상의 출력제한까지 되돌아오지 않고 크게 출력제한된 상태이기 때문에, 엔진으로의 부하는 작은 상태이다. 이로 인하여, 엔진으로의 연료분사량을 증대시키는 제어는 행해지지 않아, 유압펌프의 출력을 증대시키면, 엔진회전수는 큰 폭으로 저하되어 버린다.In the output control disclosed in Patent Document 1, the increase of the abrupt load of the hydraulic pump is suppressed (that is, the output limit of the hydraulic pump is increased). However, immediately after the load of the hydraulic pump is reduced, the engine torque rises sharply and is recovered. As a result, the engine speed once deteriorated immediately rises and is recovered. As a result, in the engine in which the forward rotation total control is performed, the output control of the engine is applied, and the engine torque is again lowered. At this time, since the output restriction of the hydraulic pump has not yet returned to the normal output limit, and the output is largely restricted, the load on the engine is small. As a result, control for increasing the fuel injection amount to the engine is not performed, and if the output of the hydraulic pump is increased, the engine speed decreases greatly.

따라서, 유압부하가 급격하게 증대한 경우에도, 엔진회전수의 대폭적인 저하를 억제하면서 엔진토크를 증대시킬 수 있는 기술의 개발이 요망되고 있다.Therefore, even when the hydraulic pressure load increases abruptly, development of a technique capable of increasing the engine torque while suppressing a significant decrease in the engine speed is desired.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 회전수가 일정하게 제어되는 엔진과, 상기 엔진에 접속된 유압펌프와, 상기 엔진에 접속된 발전기와, 상기 발전기를 제어하는 제어부를 가지고, 상기 제어부는, 상기 유압펌프의 부하가 증대하고 있을 때에, 상기 발전기를 발전운전시키는 것을 특징으로 하는 쇼벨이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an engine control apparatus comprising an engine in which the number of revolutions is constantly controlled, a hydraulic pump connected to the engine, a generator connected to the engine, and a control unit for controlling the generator, And the generator is operated to generate power when the load of the pump is increasing.

본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 회전수가 일정하게 제어되는 엔진과, 상기 엔진에 접속된 유압펌프와, 상기 엔진에 접속된 발전기를 가지는 쇼벨의 제어방법으로서, 상기 유압펌프의 부하가 증대하고 있을 때에, 상기 발전기를 발전운전시키는 것을 특징으로 하는 쇼벨의 제어방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control method of a shovel having an engine in which the number of revolutions is constantly controlled, a hydraulic pump connected to the engine, and a generator connected to the engine, wherein the load of the hydraulic pump is increasing The power generation operation of the generator is performed.

상술의 발명에 의하면, 유압부하가 급격하게 증대한 경우에도, 엔진회전수의 대폭적인 저하를 억제할 수 있어, 엔진출력을 원활하게 상승시킬 수 있다.According to the invention described above, even when the hydraulic load is abruptly increased, the engine speed can be prevented from greatly lowering, and the engine output can be smoothly increased.

도 1은 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 일 실시형태에 의한 쇼벨의 구동계의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 축전계의 회로도이다.
도 4는 유압부하가 증대하였을 때에 발생하는 엔진회전수의 감소를 설명하기 위한 타임차트이다.
도 5는 펌프부하가 상승하고 있을 때에 전동발전기를 발전운전시켰을 때의, 엔진회전수의 변화를 설명하기 위한 타임차트이다.
도 6은 엔진회전수 제어처리의 일례의 플로우차트이다.
도 7은 유압부하가 증대하였을 때에 발생하는 엔진회전수의 감소를 설명하기 위한 타임차트이다.
도 8은 펌프출력제한이 작아지도록 제어되고 있을 때에 전동발전기를 발전운전시켰을 때의, 엔진회전수의 변화를 설명하기 위한 타임차트이다.
도 9는 엔진회전수 제어처리의 다른 예의 플로우차트이다.
도 10은 선회기구를 선회유압모터로 구동하는 구성인 쇼벨의 구동계의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 유압쇼벨의 구동계의 구성을 나타내는 블록도이다.Figure 1 is a side view of the shovel.
Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of a drive system of a shovel according to an embodiment. Fig.
3 is a circuit diagram of a power storage system.
4 is a time chart for explaining the decrease in the engine speed that occurs when the hydraulic pressure load increases.
5 is a time chart for explaining a change in the engine speed when the electric power generator is operated to generate power when the pump load is rising.
6 is a flowchart of an example of the engine speed control process.
Fig. 7 is a time chart for explaining a decrease in the engine speed that occurs when the hydraulic pressure load increases.
8 is a time chart for explaining a change in the engine speed when the electric power generator is operated to generate power when the pump output limitation is controlled to be small.
9 is a flowchart of another example of the engine speed control process.
Fig. 10 is a block diagram showing the configuration of a drive system of a shovel, which is a structure for driving the swing mechanism by a swing hydraulic motor.
11 is a block diagram showing a configuration of a drive system of a hydraulic pressure shovel.

다음으로, 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.Next, an embodiment will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 쇼벨의 측면도이다. 본 발명이 적용되는 쇼벨로서는, 도 1에 나타나는 구성의 쇼벨에 한정되지 않고, 엔진에 의하여 구동되어 엔진에 부하를 가할 수 있는 구동요소(예를 들면, 발전기)를 가지는 것이면, 다른 구성의 쇼벨에도 적용할 수 있다.1 is a side view of a shovel to which the present invention is applied. The showbell to which the present invention is applied is not limited to the shovel of the configuration shown in Fig. 1, and it may be a shovel having a drive element (for example, a generator) that is driven by the engine and can apply a load to the engine. .

도 1에 나타내는 쇼벨의 하부 주행체(1)에는, 선회기구(2)를 통하여 상부 선회체(3)가 탑재되어 있다. 상부 선회체(3)에는, 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에, 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에 버킷(6)이 장착되어 있다. 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)은, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다. 상부 선회체(3)에는, 캐빈(10)이 설치되고, 또한 엔진 등의 동력원이 탑재된다.In the lower traveling body 1 of the shovel shown in Fig. 1, the upper revolving structure 3 is mounted via the swing mechanism 2. A boom (4) is mounted on the upper revolving structure (3). An arm 5 is mounted on the tip of the boom 4 and a bucket 6 is mounted on the tip of the arm 5. [ The boom 4, the arm 5 and the bucket 6 are hydraulically driven by the boom cylinder 7, the arm cylinder 8 and the bucket cylinder 9, respectively. In the upper revolving structure 3, a cabin 10 is provided, and a power source such as an engine is mounted.

도 2는, 도 1에 나타내는 쇼벨의 구동계의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2에 있어서, 기계적 동력계는 이중선, 고압유압라인은 굵은 실선, 파일럿라인은 파선, 전기구동·제어계는 가는 실선으로 각각 나타나 있다.Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of the drive system of the shovel shown in Fig. 1. Fig. In Fig. 2, the mechanical dynamometer shows a double line, the high-pressure hydraulic line shows a bold solid line, the pilot line shows a broken line, and the electric drive and control system shows a thin solid line.

기계식 구동부로서의 엔진(11)과, 어시스트 구동부로서의 전동발전기(12)는, 변속기(13)의 2개의 입력축에 각각 접속되어 있다. 변속기(13)의 출력축에는, 유압펌프로서 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)가 접속되어 있다. 메인펌프(14)에는, 고압유압라인(16)을 통하여 컨트롤밸브(17)가 접속되어 있다.An engine 11 as a mechanical drive unit and a motor generator 12 as an assist drive unit are connected to two input shafts of a transmission 13, respectively. A main pump 14 and a pilot pump 15 are connected to the output shaft of the transmission 13 as a hydraulic pump. A control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high-pressure hydraulic line 16.

컨트롤밸브(17)는, 쇼벨에 있어서의 유압계의 제어를 행하는 제어장치이다. 하부 주행체(1)용의 유압모터(1A(우측용) 및 1B(좌측용)), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)는, 고압유압라인을 통하여 컨트롤밸브(17)에 접속된다.The control valve 17 is a control device for controlling the hydraulic system in the shovel. The hydraulic motors 1A (for the right side) and 1B (for the left side) for the lower traveling body 1, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8 and the bucket cylinder 9 are controlled via the high- And is connected to the valve 17.

전동발전기(12)에는, 인버터(18A)를 통하여, 축전기를 포함하는 축전계(120)가 접속된다. 전동발전기(12)에는, 그 회전속도(회전수)를 검출하는 회전검출기(12A)가 설치되어 있다. 회전검출기(12A)가 검출한 전동발전기(12)의 회전수는 컨트롤러(30)에 공급된다.A power storage system 120 including a capacitor is connected to the motor generator 12 via an inverter 18A. The electric motor generator 12 is provided with a rotation detector 12A for detecting the rotation speed (rotation speed) thereof. The rotational speed of the electric motor generator 12 detected by the rotation detector 12A is supplied to the controller 30. [

파일럿펌프(15)에는, 파일럿라인(25)을 통하여 조작장치(26)가 접속된다. 조작장치(26)는, 레버(26A), 레버(26B), 페달(26C)을 포함한다. 레버(26A), 레버(26B), 및 페달(26C)은, 유압라인(27 및 28)을 통하여, 컨트롤밸브(17) 및 압력센서(29)에 각각 접속된다. 압력센서(29)는, 전기계의 구동제어를 행하는 컨트롤러(30)에 접속되어 있다. 또, 조작장치(26)가 전기식인 경우에는, 파일럿 압력센서(압력센서)(29)로부터 출력되고 있는 신호 대신에, 조작장치(26)로부터 출력되는 전기신호를 조작상태 검출부의 검출치로서 이용하도록 하여도 된다.An operating device 26 is connected to the pilot pump 15 through a pilot line 25. [ The operating device 26 includes a lever 26A, a lever 26B, and a pedal 26C. The lever 26A, the lever 26B and the pedal 26C are connected to the control valve 17 and the pressure sensor 29 via the hydraulic lines 27 and 28, respectively. The pressure sensor 29 is connected to a controller 30 that performs drive control of the electric machine. When the operating device 26 is of the electric type, an electric signal outputted from the operating device 26 is used as a detection value of the operating state detecting portion, instead of the signal outputted from the pilot pressure sensor (pressure sensor) 29 .

도 2에 나타내는 쇼벨은, 선회기구(2)를 전동으로 한 것으로, 선회기구(2)를 구동하기 위하여 선회용 전동기(21)가 설치되어 있다. 전동 작업요소로서의 선회용 전동기(21)는, 인버터(20)를 통하여 축전계(120)에 접속되어 있다. 선회용 전동기(21)의 회전축(21A)에는, 리졸버(22), 메커니컬브레이크(23), 및 선회변속기(24)가 접속된다. 선회용 전동기(21)와, 인버터(20)와, 리졸버(22)와, 메커니컬브레이크(23)와, 선회변속기(24)로 부하구동계가 구성된다.The shovel shown in Fig. 2 has a swing mechanism 2 as an electric motor, and a swing motor 21 is provided for driving the swing mechanism 2. [ The electric motor for turning (21) as the electric working element is connected to the power storage system (120) via the inverter (20). A resolver 22, a mechanical brake 23 and a swing transmission 24 are connected to the rotating shaft 21A of the swinging electric motor 21. [ A load driving system is constituted by the swinging electric motor 21, the inverter 20, the resolver 22, the mechanical brake 23 and the swing transmission 24.

컨트롤러(30)는, 쇼벨의 구동제어를 행하는 주제어부로서의 제어장치이다. 컨트롤러(30)는, CPU(Central Processing Unit) 및 내부메모리를 포함하는 연산처리장치로 구성되고, CPU가 내부메모리에 격납된 구동제어용의 프로그램을 실행함으로써 실현되는 장치이다.The controller (30) is a control device as a main control unit that performs drive control of the showbell. The controller 30 is an arithmetic processing unit including a CPU (Central Processing Unit) and an internal memory, and is realized by a CPU executing a program for drive control stored in an internal memory.

컨트롤러(30)는, 압력센서(29)로부터 공급되는 신호를 속도지령으로 변환하여, 선회용 전동기(21)의 구동제어를 행한다. 압력센서(29)로부터 공급되는 신호는, 선회기구(2)를 선회시키기 위하여 조작장치(26)를 조작한 경우의 조작량을 나타내는 신호에 상당한다.The controller 30 converts a signal supplied from the pressure sensor 29 into a speed command to control the drive of the swing motor 21. [ The signal supplied from the pressure sensor 29 corresponds to a signal indicating the manipulated variable when the manipulating device 26 is manipulated to pivot the swivel mechanism 2. [

컨트롤러(30)는, 전동발전기(12)의 운전제어(전동(어시스트)운전 또는 발전운전의 전환)을 행함과 함께, 승강압 제어부로서의 승강압 컨버터(100)(도 3 참조)를 구동제어함으로써 커패시터(19)의 충방전 제어를 행한다. 컨트롤러(30)는, 커패시터(19)의 충전상태, 전동발전기(12)의 운전상태(전동(어시스트)운전 또는 발전운전), 및 선회용 전동기(21)의 운전상태(역행운전 또는 회생운전)에 근거하여, 승강압 컨버터(100)의 승압동작과 강압동작의 전환제어를 행하고, 이로써 커패시터(19)의 충방전 제어를 행한다. 또, 컨트롤러(30)는, 축전기 전압검출부에 의하여 검출되는 축전기 전압치에 근거하여, 축전기(커패시터)의 충전율(SOC)을 산출한다.The controller 30 controls the operation of the electric motor generator 12 by controlling the up-down converter 100 (see FIG. 3) as a step-up and step-down control unit while performing the operation control Charge / discharge control of the capacitor 19 is performed. The controller 30 controls the charging state of the capacitor 19, the operating state (electric power assist operation or electric power generation operation) of the electric motor generator 12 and the operation state (reverse operation or regenerative operation) of the swing electric motor 21, Up / down converter 100 and the step-down operation of the step-down / step-down operation, thereby performing the charge / discharge control of the capacitor 19. [ The controller 30 calculates the charging rate (SOC) of the capacitor (capacitor) based on the capacitor voltage value detected by the capacitor voltage detecting unit.

도 3은, 축전계(120)의 회로도이다. 축전계(120)는, 축전기로서의 커패시터(19)와, 승강압 컨버터와 DC버스(110)를 포함한다. DC버스(110)는, 커패시터(19), 전동발전기(12), 및 선회용 전동기(21)의 사이에서의 전력의 수수(授受)를 제어한다. 커패시터(19)에는, 커패시터 전압치를 검출하기 위한 커패시터 전압검출부(112)와, 커패시터 전류치를 검출하기 위한 커패시터 전류검출부(113)가 설치되어 있다. 커패시터 전압검출부(112)와 커패시터 전류검출부(113)에 의하여 검출되는 커패시터 전압치와 커패시터 전류치는, 컨트롤러(30)에 공급된다.3 is a circuit diagram of the electricity storage system 120. In Fig. The power storage system 120 includes a capacitor 19 as a capacitor, a step-up / down converter and a DC bus 110. The DC bus 110 controls the transfer of electric power between the capacitor 19, the electric motor generator 12, and the electric motor for swiveling 21. The capacitor 19 is provided with a capacitor voltage detection section 112 for detecting the capacitor voltage value and a capacitor current detection section 113 for detecting the capacitor current value. The capacitor voltage value and the capacitor current value detected by the capacitor voltage detection section 112 and the capacitor current detection section 113 are supplied to the controller 30.

승강압 컨버터(100)는, 전동발전기(12), 및 선회용 전동기(21)의 운전상태에 따라, DC버스 전압치를 일정한 범위 내에 들어가도록 승압동작과 강압동작을 전환하는 제어를 행한다. DC버스(110)는, 구동제어부로서의 인버터(18A 및 20)와 승강압 컨버터(100)와의 사이에 배치되어 있으며, 커패시터(19), 전동발전기(12), 및 선회용 전동기(21)의 사이에서의 전력의 수수를 행한다.The step-up and step-down converter 100 performs control for switching the step-up operation and step-down operation so that the DC bus voltage value falls within a predetermined range in accordance with the operation state of the electric motor generator 12 and the electric motor for swing 21. The DC bus 110 is disposed between the inverters 18A and 20 as the drive control section and the up-converter 100 and is connected between the capacitor 19, the motor generator 12, and the motor for swiveling 21 The transmission of power is performed.

승강압 컨버터(100)의 승압동작과 강압동작의 전환제어는, DC버스 전압검출부(111)에 의하여 검출되는 DC버스 전압치, 커패시터 전압검출부(112)에 의하여 검출되는 커패시터 전압치, 및 커패시터 전류검출부(113)에 의하여 검출되는 커패시터 전류치에 근거하여 행해진다.The step-up and step-down operations of the step-up and step-down converter 100 are controlled by the DC bus voltage value detected by the DC bus voltage detection unit 111, the capacitor voltage value detected by the capacitor voltage detection unit 112, Based on the capacitor current value detected by the detection unit 113. [

이상과 같은 구성에 있어서, 어시스트 모터인 전동발전기(12)가 발전한 전력은, 인버터(18A)를 통하여 축전계(120)의 DC버스(110)에 공급되고, 승강압 컨버터(100)를 통하여 커패시터(19)에 공급된다. 선회용 전동기(21)가 회생운전하여 생성한 회생전력은, 인버터(20)를 통하여 축전계(120)의 DC버스(110)에 공급되고, 승강압 컨버터(100)를 통하여 커패시터(19)에 공급된다.The power generated by the motor generator 12 as the assist motor is supplied to the DC bus 110 of the power storage system 120 through the inverter 18A and is supplied to the capacitor 100 through the up / (19). The regenerative power generated by the regenerative operation of the swing motor 21 is supplied to the DC bus 110 of the power storage system 120 via the inverter 20 and is supplied to the capacitor 19 through the up / down converter 100 .

커패시터(19)는, 승강압 컨버터(100)를 통하여 DC버스(110)와의 사이에서 전력의 수수를 행할 수 있도록, 충방전 가능한 축전기이면 된다. 다만, 도 3에는, 축전기로서 커패시터(19)를 나타내지만, 커패시터(19) 대신에, 리튬이온전지 등의 충방전 가능한 이차전지, 리튬이온커패시터, 또는, 전력의 수수가 가능한 그 외의 형태의 전원을 이용하여도 된다.The capacitor 19 may be a capacitor that can be charged and discharged so that power can be exchanged between the capacitor 19 and the DC bus 110 through the step-up / down converter 100. [ 3 shows a capacitor 19 as a capacitor. Instead of the capacitor 19, a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery or the like, a lithium ion capacitor, or any other type of power supply capable of transferring power May be used.

이상과 같은 구성의 쇼벨에 있어서, 메인펌프(14)의 출력이 증대하고 있을 때에, 전동발전기(12)를 발전운전시킴으로써, 엔진(11)에 부하를 가할 수 있다. 이로써, 유압부하가 급격하게 증대하였을 때에 발생하는 엔진회전수의 감소를 억제하여, 엔진토크를 원활하게 상승시킬 수 있다. 이하, 이러한 쇼벨의 제어방법에 대하여 설명한다.In the shovel having the above-described configuration, when the output of the main pump 14 is increasing, a load can be applied to the engine 11 by causing the electric motor-generator 12 to generate power. As a result, it is possible to suppress the decrease in the number of engine revolutions that occurs when the hydraulic pressure load increases sharply, and the engine torque can be raised smoothly. Hereinafter, a method of controlling such a shovel will be described.

도 4는 종래 기술에 있어서의 유압부하가 증대하였을 때에 발생하는 엔진회전수의 감소를 설명하기 위한 타임차트이다. 도 4(a)는 펌프부하의 변화를 나타내는 그래프이며, 도 4(b)는 엔진토크의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 4(c)는 엔진회전수의 변화를 나타내는 그래프이다.Fig. 4 is a time chart for explaining a decrease in the engine speed that occurs when the hydraulic pressure load in the prior art increases. Fig. FIG. 4A is a graph showing a change in pump load, FIG. 4B is a graph showing a change in engine torque, and FIG. 4C is a graph showing a change in engine speed.

도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 시각 t1에 있어서 펌프부하가 상승하기 시작하고 있다. 펌프부하란, 유압펌프인 메인펌프(14)를 구동하기 위하여 엔진(11)에 가해지는 부하이다. 펌프부하가 상승하는 것은, 예를 들면 붐(4), 암(5), 버킷(6) 등의 유압 작업요소를 조작할 때에, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9) 등에 대해서 고압의 작동유를 공급하기 위하여 메인펌프(14)를 구동하기 때문이다.As shown in Fig. 4 (a), the pump load starts to rise at time t1. The pump load is a load applied to the engine 11 for driving the main pump 14, which is a hydraulic pump. The increase in the pump load is caused when the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the bucket cylinder 9, the bucket 6 and the like are operated when operating the hydraulic working elements such as the boom 4, the arm 5, Because the main pump 14 is driven to supply the high-pressure hydraulic fluid.

시각 t1에 있어서 펌프부하가 상승하기 시작하면, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 메인펌프(14)를 구동하기 위하여 엔진토크가 급격하게 상승한다. 이에 따라, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 엔진회전수를 설정회전수(R1)로 유지하지 못하고, 엔진회전수는 감소한다. 그러나, 엔진토크가 어느 정도 상승하면 엔진회전수도 상승하고, 시각 t2에 있어서 엔진회전수는 설정회전수(R1)로 복귀한다. 다만, 엔진(11)의 회전수는 정회전수 제어에 의하여 제어되고 있으며, 쇼벨의 운전 중에는 항상 설정회전수(R1)로 유지되도록 연료분사량이 제어되고 있다.When the pump load starts to rise at time t1, as shown in Fig. 4 (b), the engine torque suddenly rises for driving the main pump 14. Thus, as shown in Fig. 4 (c), the engine speed can not be maintained at the set speed R1, and the engine speed decreases. However, when the engine torque rises to some extent, the engine speed rises, and at time t2, the engine rpm returns to the set rpm R1. However, the number of revolutions of the engine 11 is controlled by the forward rotation number control, and the fuel injection amount is controlled so that the rotation number R1 is constantly maintained during the operation of the shovel.

시각 t1까지는 유압펌프가 구동되고 있지 않기 때문에, 엔진(11)은 아이들링 상태이며, 엔진토크는 무부하시 토크(τ1)로 되어 있다. 시각 t1 이후에 펌프부하가 상승하므로, 엔진토크도 상승하도록 엔진(11)으로의 연료분사량이 증대된다. 시각 t1 이후의 엔진토크의 상승은, 펌프부하의 상승보다 급격하므로, 엔진토크는 단시간으로 어느 정도의 레벨까지 상승한다. 따라서, 펌프부하에 대해서 충분한 엔진토크가 출력된 상태가 되고, 이 상태로 엔진회전수가 설정회전수(R1)로 복귀한다. 그렇게 하면, 펌프부하에 대해서 엔진토크가 충분히 큰 상태로 되어 있기 때문에, 시각 t1 이후 증대하고 있던 엔진(11)으로의 연료분사량이 억제(저감)되어 버린다. 이로써, 시각 t2 이후는 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 엔진토크가 급격하게 저하되게 된다.Since the hydraulic pump is not driven until time t1, the engine 11 is in the idling state, and the engine torque is the torque at no-load time tau 1. Since the pump load rises after the time t1, the fuel injection amount to the engine 11 is increased so that the engine torque also increases. Since the rise of the engine torque after time t1 is more rapid than the rise of the pump load, the engine torque rises to a certain level in a short time. Accordingly, a sufficient engine torque is output to the pump load, and the engine rotation number returns to the set rotation speed R1 in this state. In this case, since the engine torque is sufficiently large with respect to the pump load, the amount of fuel injected to the engine 11, which has increased since time t1, is suppressed (reduced). As a result, as shown in Fig. 4 (b) after the time t2, the engine torque sharply drops.

그런데, 시각 t2 이후에도 펌프부하는 계속해서 상승하고 있으며, 엔진토크가 펌프부하에 압도되어 엔진회전수는 다시 저하된다. 이 때, 엔진(11)에서는, 저하된 엔진토크를 다시 상승시키려고 하여 연료분사량을 증대시키지만, 즉시 펌프부하의 상승에 추종할 수는 없다. 이로 인하여, 엔진토크가 펌프부하에 대해서 충분하지 않은 상태가 당분간 계속되고, 엔진회전수의 저하를 막지 못해 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 엔진회전수는 큰폭으로 저하되어 버린다.Incidentally, the pump load continues to rise after the time t2, and the engine torque is overwhelmed by the pump load, so that the engine speed decreases again. At this time, the engine 11 increases the fuel injection amount by attempting to raise the lowered engine torque again, but can not immediately follow up the pump load. As a result, the state in which the engine torque is not sufficient for the pump load continues for a while, and the decrease in the engine speed is not prevented, and the engine speed is greatly reduced as shown in Fig. 4 (c).

이상 설명한 바와 같은 펌프부하의 상승에 따른 엔진회전수의 대폭적인 저하는, 엔진회전수를 복귀시키기 위한 연료분사량의 과도한 증대를 초래하여, 엔진(11)의 연비를 악화시키는 요인이 된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 펌프부하가 상승하고 있을 때에, 전동발전기(12)를 발전운전시켜 엔진(11)으로의 부하를 조절함으로써, 엔진회전수의 대폭적인 저하를 억제하고 있다.As described above, the substantial decrease in the engine rotational speed due to the increase in the pump load causes an excessive increase in the fuel injection amount for returning the engine rotational speed, which causes the fuel efficiency of the engine 11 to deteriorate. Therefore, in the present embodiment, when the pump load is rising, the motor generator 12 is operated to generate power and the load to the engine 11 is regulated, thereby suppressing a significant decrease in engine speed.

도 5는, 본 실시형태에 있어서의 펌프부하가 상승하고 있을 때에 전동발전기(12)를 발전운전시켰을 때의, 엔진회전수의 변화를 설명하기 위한 타임차트이다. 도 5(a)는 펌프부하의 변화를 나타내는 그래프이며, 도 5(b)는 엔진토크의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 5(c)는 엔진회전수의 변화를 나타내는 그래프이다. 또, 도 5(d)는 전동발전기(12)의 출력의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 5(d)의 세로축에 있어서, 마이너스측(제로보다 하측)이 발전출력을 나타내고, 플러스측이 역행출력을 나타내고 있다. 도 5(a)에 나타내는 펌프부하의 상승은, 도 4(a)에 나타내는 펌프부하의 상승과 동일하다.5 is a time chart for explaining a change in the engine speed when the electric generator 12 is in power generation operation when the pump load in this embodiment is rising. Fig. 5 (a) is a graph showing changes in pump load, Fig. 5 (b) is a graph showing changes in engine torque, and Fig. 5 (c) is a graph showing changes in engine speed. 5 (d) is a graph showing a change in the output of the electric motor generator 12. In the vertical axis of Fig. 5 (d), the negative side (lower than zero) represents the power generation output, and the positive side represents the backward output. The rise of the pump load shown in Fig. 5 (a) is the same as the rise of the pump load shown in Fig. 4 (a).

도 5(a) 및 도 5(d)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 시각 t3에 있어서 펌프부하가 소정의 크기의 설정부하(L1)에 도달하면, 펌프부하가 상승 중임에도 불구하고, 전동발전기(12)를 발전운전시킨다. 전동발전기(12)의 발전운전은, 엔진(11)의 출력을 구동원으로 하고 있으므로, 전동발전기(12)의 발전운전에 의한 부하가 엔진(11)에 가해져, 엔진(11)으로의 부하는 시각 t3 이후에도 적당히 증대한다. 따라서, 엔진(11)에 있어서는, 시각 t3 이후에도 부하에 대응하기 위하여 연료분사량이 증대되고, 이로써, 엔진토크는 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 시각 t3 이후에도 계속 상승한다.As shown in Figs. 5A and 5D, in this embodiment, when the pump load reaches the set load L1 of the predetermined size at time t3, although the pump load is rising, The electric motor generator 12 is operated to generate electric power. The load due to the power generation operation of the motor generator 12 is applied to the engine 11 and the load to the engine 11 is set to the time After t3, it increases moderately. Therefore, in the engine 11, the fuel injection amount is increased to correspond to the load even after the time t3, whereby the engine torque continues to rise after time t3 as shown in Fig. 5 (b).

시각 t3 이후에도 엔진토크가 계속 상승하기 때문에, 엔진(11)이 펌프부하에 압도되지 않고, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 엔진회전수는 시각 t3 이후에도 설정회전수(R1)를 향하여 복귀하도록 상승한다. 그리고, 엔진회전수가 설정회전수(R1)로 복귀한 후도, 그대로 설정회전수(R1)로 유지된다. 이와 같이, 시각 t3 이후에 있어서, 엔진회전수는 저하되지 않고, 설정회전수(R1)로 유지되고 있어, 상술과 같은 엔진회전수의 대폭적인 저하가 억제되고 있다.The engine torque is continuously increased even after time t3 so that the engine 11 is not overwhelmed by the pump load and the engine speed is returned to the set speed R1 after time t3 as shown in Fig. Rise. After the engine speed is returned to the set speed R1, the engine speed is maintained at the set speed R1 as it is. As described above, after time t3, the engine speed is not lowered but maintained at the set speed R1, and the above-described remarkable reduction in the engine speed is suppressed.

다만, 전동발전기(12)를 발전운전시키는 시각 t3은, 펌프부하가 소정의 설정부하(L1)까지 상승하였을 때의 시각이며, 엔진회전수가 설정회전수(R1)까지 복귀하는 시각(도 4(c)에 있어서의 시각 t2)보다 전의 시각이다.The time t3 at which the motor generator 12 is operated to generate power is the time when the pump load rises to the predetermined set load L1 and the time at which the engine speed returns to the set rotation speed R1 time t2 in Fig.

본 실시형태에서는, 후술과 같이 전동발전기(12)를 속도제어(혹은, 회전수 제어)로 하고, 또한 전동발전기(12)의 목표회전수를 엔진(11)의 설정회전수(R1)에 상당하는 회전수보다 약간 낮은 값으로 설정함으로써, 전동발전기(12)를 발전운전시키도록 되어 있다.The target rotational speed of the electric motor generator 12 is set to be equal to the set rotational speed R1 of the engine 11 in accordance with the speed control (or the rotational speed control) So that the electric motor generator 12 is operated to generate electric power.

시각 t3 이후, 엔진토크는 계속 상승하고, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 시각 t4에 있어서 엔진토크는 설정토크(τ2)에 도달한다. 설정토크(τ2)는, 펌프부하를 최대로 설정하였을 때에 엔진(11)이 출력할 수 있는 토크보다 소정의 값만큼 낮은 토크값으로 설정되어 있다. 구체적으로는, 설정토크(τ2)는, 엔진토크가 그 토크값까지 도달하고 있으면 그 후는 엔진(11)의 회전수 제어만으로 엔진토크를 확실히 상승시킬 수 있는 토크값으로 설정된다.After time t3, the engine torque continues to rise, and as shown in Fig. 5 (b), at time t4, the engine torque reaches the set torque? 2. The set torque tau 2 is set to a torque value lower by a predetermined value than the torque that the engine 11 can output when the pump load is set to the maximum. Specifically, when the engine torque reaches the torque value, the set torque? 2 is set to a torque value that can surely raise the engine torque only by the control of the revolution speed of the engine 11 thereafter.

시각 t4에 있어서 엔진토크가 설정토크(τ2)에 도달하면, 도 5(d)에 나타내는 바와 같이 전동발전기(12)의 발전운전은 해제되어, 전동발전기(12)의 발전운전은 정지된다. 시각 t4보다 전에 엔진회전수는 이미 설정회전수(R1)에 도달하고 있으며, 시각 t4 이후에도 설정회전수(R1)로 유지된다.When the engine torque reaches the set torque? 2 at time t4, the power generation operation of the motor generator 12 is canceled and the power generation operation of the motor generator 12 is stopped as shown in Fig. 5 (d). The engine speed has already reached the set speed R1 before time t4 and is maintained at the set speed R1 after time t4.

도 6은 상술한 제어방법에 의한 엔진회전수 제어처리의 플로우차트이다. 도 6에 나타내는 엔진회전수 제어처리는, 주로 컨트롤러(30)에 의하여 행해진다.6 is a flowchart of the engine speed control process by the control method described above. The engine speed control process shown in Fig. 6 is performed mainly by the controller 30. Fig.

엔진회전수 제어처리가 개시되면, 먼저, 스텝 S1에 있어서, 엔진토크가 설정토크(τ2)보다 작은지 아닌지가 판정된다. 엔진토크가 설정토크(τ2)와 동일하거나 큰 경우는(스텝 S1의 NO), 엔진회전수 제어처리를 행하지 않고 종료된다. 엔진토크가 설정토크(τ2)보다 작은 경우는(스텝 S1의 YES), 처리는 스텝 S2로 진행된다.When the engine speed control process is started, it is first determined in step S1 whether or not the engine torque is smaller than the set torque? 2. When the engine torque is equal to or larger than the set torque? 2 (NO in step S1), the process is terminated without performing the engine speed control process. If the engine torque is smaller than the set torque? 2 (YES in step S1), the process proceeds to step S2.

스텝 S2에서는, 펌프부하가 설정부하(L1) 이상인지 아닌지가 판정된다. 펌프부하가 설정부하(L1)보다 작은 경우(스텝 S2의 NO), 처리는 스텝 S2를 반복하여 행하고, 펌프부하가 설정부하(L1) 이상이 되는 것을 기다린다. 스텝 S2에 있어서 펌프부하가 설정부하(L1) 이상이라고 판정되면(스텝 S2의 YES), 처리는 스텝 S3으로 진행된다. 도 5(a)에 나타내는 예에서는, 시각 t3에 있어서, 펌프부하가 설정부하(L1) 이상이라고 판정된다. 여기에서, 펌프부하는 메인펌프의 토출압과 전류, 혹은, 토출압과 작동유 유량 등에 근거하여 추정하여 구하여도 된다.In step S2, it is determined whether or not the pump load is equal to or higher than the set load L1. If the pump load is smaller than the set load L1 (NO in step S2), the process repeats step S2 and waits for the pump load to become the set load L1 or more. If it is determined in step S2 that the pump load is equal to or larger than the set load L1 (YES in step S2), the process proceeds to step S3. In the example shown in Fig. 5 (a), at time t3, it is determined that the pump load is equal to or larger than the set load L1. Here, the pump load may be estimated based on the discharge pressure and current of the main pump, the discharge pressure, the flow rate of the hydraulic fluid, and the like.

스텝 S3에서는, 전동발전기(12)의 목표회전수를, 엔진(11)의 설정회전수(R1)에 상당하는 회전수보다 약간 낮은 값으로 설정한다. 구체적으로는, 엔진(11)의 설정회전수(R1)에 상당하는 회전수보다 약간 낮은 값을 미리 설정해 두고, 엔진(11)의 설정회전수(R1)에 상당하는 회전수로부터 이 설정치를 감산함으로써, 전동발전기(12)의 목표회전수를 설정한다. 여기에서, 전동발전기(12)는 예를 들면 시각 t1에 있어서 미리 속도제어로 전환되어 있다. 따라서, 전동발전기(12)는 목표회전수보다 높은 회전수로 회전하고 있는 상태가 되어, 회전을 억제하여 목표회전수에 가까워지도록, 엔진(11)에 부하를 걸기 위하여 발전운전을 행하게 된다. 도 5(d)로 나타내는 예에서는, 시각 t3에 있어서 전동발전기(12)는 발전운전을 개시하고 있다.In step S3, the target rotational speed of the electric motor generator 12 is set to a value slightly lower than the rotational speed corresponding to the set rotational speed R1 of the engine 11. Specifically, a value slightly lower than the rotation speed corresponding to the set rotation speed R1 of the engine 11 is set in advance, and the set value is subtracted from the rotation speed corresponding to the set rotation speed R1 of the engine 11 Thereby setting the target rotational speed of the electric motor generator 12. Here, the electric motor generator 12 is switched to the speed control in advance at the time t1, for example. Therefore, the electric motor generator 12 is in a state of rotating at a higher number of revolutions than the target number of revolutions, and the power generation operation is performed so as to apply a load to the engine 11 so as to suppress the rotation and to approach the target number of revolutions. In the example shown in Fig. 5 (d), at time t3, the electric motor generator 12 starts generating electric power.

계속해서, 스텝 S4에 있어서, 전동발전기(12)는 속도제어에 의하여 제어되고, 발전출력은 증대한다. 엔진회전수는 시각 t3 이후에도 상승하여 설정회전수(R1)에 가까워지기 때문에, 전동발전기(12)의 회전수도 목표회전수에 가까워져, 전동발전기(12)에 의한 발전량은 작아진다.Subsequently, in step S4, the electric motor generator 12 is controlled by the speed control, and the power generation output is increased. Since the engine speed rises even after the time t3 and becomes closer to the set rotation speed R1, the rotation speed of the electric motor generator 12 approaches the target rotation speed, and the amount of electric power generated by the electric motor generator 12 becomes small.

그리고, 스텝 S5에 있어서, 엔진토크가 설정토크(τ2) 이상이 되었는지 아닌지가 판정된다. 엔진토크가 설정토크(τ2)에 도달하고 있지 않은 경우는(스텝 S5의 NO), 처리는 스텝 S4로 되돌아가, 전동발전기(12)의 속도제어가 계속된다. 즉, 전동발전기(12)의 발전운전이 계속된다.In step S5, it is determined whether or not the engine torque is equal to or higher than the set torque? 2. When the engine torque does not reach the set torque? 2 (NO in step S5), the process returns to step S4, and the speed control of the electric motor generator 12 is continued. That is, the power generation operation of the electric motor generator 12 continues.

한편, 엔진토크가 설정토크(τ2)에 도달하였다고 판정된 경우는(스텝 S5의 YES), 전동발전기(12)가 발전운전을 정지하도록, 전동발전기(12)의 속도제어를 해제한다. 도 5(d)에 나타내는 예에서는, 엔진토크가 설정토크(τ2)에 도달하는 시각 t4에 있어서 발전량은 대략 제로가 된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 엔진토크가 설정토크(τ2)에 도달하는 시각 t4에 있어서, 전동발전기(12)의 제어를 통상의 토크제어로 전환함으로써, 전동발전기(12)의 발전운전을 정지시키고 있다. 상술과 같이 시각 t4 이후는, 엔진(11)의 정회전수 제어에 의하여 엔진토크를 상승시킬 수 있다.On the other hand, when it is determined that the engine torque has reached the set torque? 2 (YES in step S5), the speed control of the electric motor generator 12 is canceled so that the electric motor generator 12 stops the power generation operation. In the example shown in Fig. 5 (d), at the time t4 when the engine torque reaches the set torque? 2, the generated amount becomes substantially zero. Therefore, in this embodiment, at the time t4 when the engine torque reaches the set torque? 2, by switching the control of the electric motor generator 12 to the normal torque control, the electric power generating operation of the electric motor generator 12 is stopped have. As described above, after the time t4, the engine torque can be raised by the forward rotation total control of the engine 11. [

이상의 제어방법에 의하여 엔진(11)의 회전수를 제어함으로써, 펌프부하가 급격하게 상승하고 있을 때의 엔진회전수의 대폭적인 저하를 억제할 수 있어, 엔진회전수의 대폭적인 저하에 기인하여 발생하는 문제를 해소할 수 있다.By controlling the number of revolutions of the engine 11 by the control method described above, it is possible to suppress a significant decrease in the number of revolutions of the engine when the load of the pump is suddenly increased, Can be solved.

다만, 상술의 스텝 S2에 있어서 펌프부하가 설정부하(L1) 이상이 되었다고 판정하여, 전동발전기(12)를 발전운전시키는 것으로 하고 있지만, 전동발전기(12)의 발전운전을 개시하는 타이밍은, 다른 방법으로도 결정할 수 있다. 다른 방법으로서, 예를 들면, 메인펌프(14)의 마력(유량×압력)을 부하로서 모니터해 두고, 마력이 소정치에 도달한 시점에서, 전동발전기(12)를 발전운전시키는 것으로 하여도 된다. 혹은, 메인펌프(14)의 토출압력을 부하로서 모니터해 두어, 토출압력이 소정의 값에 도달한 시점에서, 전동발전기(12)를 발전운전시키는 것으로 하여도 된다. 또, 메인펌프(14)의 부하에 근거하여 발전운전 개시시기를 판단하는 것이 아니라, 엔진회전수가 설정회전수(R1) 부근의 소정의 회전수까지 복귀한 시점에 있어서, 전동발전기(12)의 발전운전을 개시하는 것으로 하여도 된다.However, the timing for starting the power generation operation of the electric motor generator 12 may be different from the timing for starting the power generation operation of the electric motor generator 12, It can also be determined by the method. Alternatively, for example, the horsepower (flow rate x pressure) of the main pump 14 may be monitored as a load, and the electric generator 12 may be subjected to power generation operation when the horsepower reaches a predetermined value . Alternatively, the discharge pressure of the main pump 14 may be monitored as a load, and when the discharge pressure reaches a predetermined value, the electric motor generator 12 may be subjected to power generation operation. It is not necessary to determine the timing of starting the power generation operation based on the load of the main pump 14 but at the point of time when the engine speed has returned to the predetermined number of revolutions near the set speed R1, The power generation operation may be started.

다음으로, 메인펌프(14)로서 가변용량식 유압펌프를 이용한 경우의 실시형태에 대하여 설명한다.Next, an embodiment in which a variable displacement hydraulic pump is used as the main pump 14 will be described.

본 실시형태에서는, 메인펌프(14)는 가변용량식 유압펌프이며, 경사판의 각도(경전각(傾轉角))를 제어함으로써 피스톤의 스트로크길이를 조정하여, 토출유량을 제어할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 엔진(11)에 과급기(11a)가 설치되어 있다. 과급기(11a)는, 엔진(11)으로부터의 배기를 이용하여 흡기압을 상승시킴으로써(과급압을 발생시킴으로써), 엔진(11)의 출력을 상승시킬 수 있다.In the present embodiment, the main pump 14 is a variable displacement hydraulic pump, and the discharge flow rate can be controlled by adjusting the stroke length of the piston by controlling the angle of the swash plate (tilting angle). In the present embodiment, the engine 11 is provided with a supercharger 11a. The turbocharger 11a can raise the output of the engine 11 by raising the intake air pressure by generating exhaust gas from the engine 11 (generating a boost pressure).

가변용량식 유압펌프는, 펌프전류를 제어하여 경사판의 경전각을 변화시킴으로써, 펌프의 출력제한을 변경할 수 있는 유압펌프이다. 펌프의 출력은 펌프부하에 상당하므로, 펌프의 출력제한(즉, 펌프전류)을 모니터함으로써, 전동발전기(12)의 발전운전의 개시타이밍과 정지타이밍을 결정할 수 있다.The variable displacement hydraulic pump is a hydraulic pump that can change the output limit of the pump by controlling the pump current to change the inclination angle of the swash plate. Since the output of the pump corresponds to the pump load, the start timing and the stop timing of the power generation operation of the motor generator 12 can be determined by monitoring the output limit of the pump (i.e., the pump current).

도 7은 유압부하가 증대하였을 때에 발생하는 엔진회전수의 감소를 설명하기 위한 타임차트이다. 도 7(a)는 펌프토출압의 변화를 나타내는 그래프이며, 도 7(b)는 펌프전류(펌프출력제한)의 변화를 나타내는 그래프이다. 또, 도 7(c)는 엔진토크의 변화를 나타내는 그래프이며, 도 7(d)는 엔진회전수의 변화를 나타내는 그래프이다.Fig. 7 is a time chart for explaining a decrease in the engine speed that occurs when the hydraulic pressure load increases. FIG. 7A is a graph showing the change in pump discharge pressure, and FIG. 7B is a graph showing a change in pump current (pump output limitation). Fig. 7 (c) is a graph showing a change in engine torque, and Fig. 7 (d) is a graph showing a change in engine speed.

도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 시각 t1에 있어서 펌프토출압이 상승하기 시작하고 있다. 펌프토출압이 상승하는 것은, 예를 들면 붐(4), 암(5), 버킷(6) 등의 유압 작업요소를 조작할 때에, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9) 등에 대하여 고압의 작동유를 공급하기 위하여 메인펌프(14)를 구동하기 때문이다.As shown in Fig. 7 (a), the pump discharge pressure starts to rise at time t1. The increase in the pump discharge pressure is caused by the fact that when the hydraulic working elements such as the boom 4, the arm 5 and the bucket 6 are operated, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, 9 and the like to drive the main pump 14 to supply high-pressure hydraulic fluid.

시각 t1에 있어서 큰 유압부하가 가해져, 메인펌프(14)의 펌프부하가 상승하고, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이 펌프토출압이 상승하면, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이 펌프전류가 저감되어 펌프출력제한이 작아지게 된다. 시각 t1 이전의 펌프출력제한은 최대의 제한이며, 시각 t1 이후는 급격하게 저감된다. 펌프출력제한의 최대를 100%로 하면, 예를 들면, 시각 t1 이후는 펌프출력제한이 예를 들면 50%까지 저감된다. 펌프출력제한이 작아진다는 것은, 펌프가 보다 큰 출력을 낼 수 있게 된다는 것이다.When a large hydraulic pressure load is applied at time t1 and the pump load of the main pump 14 rises and the pump discharge pressure rises as shown in Fig. 7 (a), as shown in Fig. 7 (b) And the pump output limit is reduced. The limit of the pump output before time t1 is the maximum limit and sharply decreases after time t1. When the maximum of the pump output restriction is set to 100%, for example, after time t1, the pump output restriction is reduced to, for example, 50%. The fact that the pump output limit is small means that the pump can produce a larger output.

시각 t1 이후에 펌프출력제한이 작아져 메인펌프(14)가 큰 출력을 내도록 구동되면, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 메인펌프(14)를 구동하기 위하여 엔진토크가 급격하게 상승한다. 이에 따라, 도 7(d)에 나타내는 바와 같이, 엔진회전수를 일정하게 유지할 수 없어, 엔진회전수는 감소하지만, 엔진토크가 어느 정도 상승하면, 시각 t2에 있어서 엔진회전수는 설정회전수(R1)로 복귀한다. 다만, 엔진(11)의 회전수는 정회전수 제어에 의하여 제어되고 있으며, 쇼벨의 운전 중에는 항상 설정회전수(R1)로 유지되도록 연료분사량이 제어되고 있다.When the main pump 14 is driven to output a large output after the time t1 after the pump output restriction becomes small, the engine torque rapidly rises for driving the main pump 14 as shown in Fig. 7 (c). Accordingly, as shown in Fig. 7 (d), the engine speed can not be kept constant and the engine speed decreases. When the engine torque increases to some extent, the engine speed at the time t2 becomes the set speed R1). However, the number of revolutions of the engine 11 is controlled by the forward rotation number control, and the fuel injection amount is controlled so that the rotation number R1 is constantly maintained during the operation of the shovel.

시각 t1까지는 유압 작업요소가 구동되고 있지 않기 때문에, 메인펌프(14)는 스탠바이 상태로 되어 있다. 따라서, 엔진(11)은 아이들링 상태이며, 엔진토크는 무부하시 토크(τ1)로 되어 있다. 시각 t1 이후에 펌프부하가 상승하므로, 엔진토크도 상승하도록 엔진(11)으로의 연료분사량이 증대된다. 시각 t1 이후의 엔진토크의 상승은 급격하며, 엔진토크는 단시간에 어느 정도의 레벨까지 상승한다. 따라서, 펌프출력에 대해서 충분한 엔진토크가 출력된 상태가 되고, 이 상태로 엔진회전수가 설정회전수(R1)로 복귀한다. 그렇게 하면, 펌프출력에 대해서 엔진토크가 충분히 큰 상태가 되어, 시각 t1 이후 증대하고 있던 엔진(11)으로의 연료분사량이 억제(저감)되어 버린다. 이로써, 시각 t2 이후는 도 7(c)에 나타내는 바와 같이 엔진토크가 급격하게 저하되게 된다.Since the hydraulic working element is not driven until time t1, the main pump 14 is in the standby state. Therefore, the engine 11 is in the idling state, and the engine torque is the torque at no-load time tau 1. Since the pump load rises after the time t1, the fuel injection amount to the engine 11 is increased so that the engine torque also increases. The rise of the engine torque after time t1 is abrupt, and the engine torque rises to a certain level in a short time. Therefore, a sufficient engine torque is output to the pump output, and the engine rotation number returns to the set rotation speed R1 in this state. As a result, the engine torque becomes sufficiently large with respect to the pump output, and the amount of fuel injected to the engine 11, which has increased since time t1, is suppressed (reduced). As a result, after time t2, the engine torque sharply drops as shown in Fig. 7 (c).

그런데, 시각 t2 이후에도 펌프부하는 계속해서 상승하고 있으며, 엔진토크가 펌프출력에 압도되어 엔진회전수는 다시 저하된다. 이 때, 엔진(11)에서는, 저하된 엔진토크를 다시 상승시키려고 하여 연료분사량을 증대시키지만, 즉시 펌프출력의 상승에 추종할 수는 없다. 이로 인하여, 엔진토크가 펌프출력에 대해서 충분하지 않은 상태가 당분간 계속되고, 엔진회전수의 저하를 막지 못해 도 7(d)에 나타내는 바와 같이 엔진회전수는 큰폭으로 저하되어 버린다.Incidentally, the pump load continues to rise after the time t2, and the engine torque is overwhelmed by the pump output, and the engine speed is lowered again. At this time, the engine 11 increases the fuel injection amount by attempting to raise the lowered engine torque again, but can not immediately follow the rise of the pump output. As a result, the state in which the engine torque is not sufficient for the pump output continues for a while and the decrease in the engine speed can not be prevented. As a result, the engine speed decreases greatly as shown in Fig. 7 (d).

이상 설명한 바와 같은, 펌프부하의 상승에 따른 엔진회전수의 대폭적인 저하는, 엔진회전수를 복귀시키기 위한 연료분사량의 과도한 증대를 초래하여, 엔진(11)의 연비를 악화시키는 요인이 된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 유압펌프의 출력제한이 일단 작아지고 난 후 커져 갈 때에, 전동발전기(12)를 발전운전시킴으로써, 엔진(11)에 적당한 부하를 가하는 것에 의해, 엔진회전수의 대폭적인 저하를 억제하고 있다.As described above, a significant decrease in the engine rotational speed due to the increase in the pump load causes an excessive increase in the fuel injection amount for returning the engine rotational speed, which causes the fuel efficiency of the engine 11 to deteriorate. Therefore, in the present embodiment, when the output restriction of the hydraulic pump is once reduced and then increased, by applying the appropriate load to the engine 11 by causing the electric motor generator 12 to perform power generation operation, .

도 8은, 펌프출력제한이 작아지도록 제어되고 있을 때에 전동발전기(12)를 발전운전시켰을 때의, 엔진회전수의 변화를 설명하기 위한 타임차트이다. 도 8(a)는 펌프토출압의 변화를 나타내는 그래프이며, 도 8(b)는 펌프전류(펌프출력제한)의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 8(c)는 엔진토크의 변화를 나타내는 그래프이며, 도 8(d)는 엔진회전수의 변화를 나타내는 그래프이다. 또, 도 8(e)는 전동발전기(12)의 출력의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 8(e)의 세로축에 있어서, 마이너스측(제로보다 하측)이 발전출력을 나타내고, 플러스측이 역행출력을 나타내고 있다. 도 8(a)에 나타내는 펌프토출압의 상승 및 도 8(b)에 나타내는 펌프전류의 저하는, 도 7(a)에 나타내는 펌프부하의 상승 및 도 7(b)에 나타내는 펌프전류의 저하와 동일하다.8 is a time chart for explaining a change in the engine speed when the electric generator 12 is operated to generate power when the pump output limitation is controlled to be small. 8 (a) is a graph showing the change in pump discharge pressure, and FIG. 8 (b) is a graph showing a change in pump current (pump output limit). Fig. 8 (c) is a graph showing changes in engine torque, and Fig. 8 (d) is a graph showing changes in engine speed. 8 (e) is a graph showing the change of the output of the motor-generator 12. In the vertical axis of Fig. 8 (e), the negative side (lower than zero) represents the power generation output, and the positive side represents the backward output. The increase of the pump discharge pressure shown in Fig. 8 (a) and the decrease of the pump current shown in Fig. 8 (b) are caused by the rise of the pump load shown in Fig. 7 (a) same.

도 8(a) 및 도 8(e)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 시각 t3에 있어서 펌프토출압이 소정의 설정압력(P1)에 도달하면, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이 펌프출력제한이 해제중(출력제한이 작아지고 있는 상태)임에도 불구하고, 전동발전기(12)를 발전운전시킨다. 전동발전기(12)의 발전운전은, 엔진(11)의 출력을 구동원으로 하고 있으므로, 전동발전기(12)의 발전운전에 의한 부하가 가해져, 엔진(11)으로의 부하는 시각 t3 이후에도 적당히 증대한다. 따라서, 엔진(11)에 있어서는, 시각 t3 이후에도 부하에 대응하기 위하여 연료분사량이 증대된다. 이로써, 엔진토크는 도 8(c)에 나타내는 바와 같이 시각 t3 이후에도 계속 상승한다.As shown in Figs. 8 (a) and 8 (e), in this embodiment, when the pump discharge pressure reaches a predetermined set pressure P1 at time t3, The power generator 12 is operated to generate power even though the output limit is being released (the output limit is decreasing). Since the power generation operation of the motor generator 12 uses the output of the engine 11 as the drive source, a load caused by the power generation operation of the motor generator 12 is applied and the load to the engine 11 is appropriately increased even after the time t3 . Therefore, in the engine 11, the fuel injection amount is increased to correspond to the load even after time t3. As a result, the engine torque continues to rise after time t3 as shown in Fig. 8 (c).

시각 t3 이후에도 엔진토크가 계속 상승하기 때문에, 엔진(11)이 펌프부하에 압도되지 않고, 도 8(d)에 나타내는 바와 같이, 엔진회전수는 시각 t3 이후에도 설정회전수(R1)를 향하여 복귀하도록 상승한다. 그리고, 엔진회전수가 설정회전수(R1)로 복귀한 후도, 그대로 설정회전수(R1)로 유지된다. 이와 같이, 시각 t3 이후에 있어서, 엔진회전수는 저하되지 않고, 설정회전수(R1)로 유지되고 있어, 상술과 같은 엔진회전수의 대폭적인 저하가 억제되고 있다.The engine torque is continuously increased even after time t3 so that the engine 11 is not overwhelmed by the pump load and the engine speed is returned to the set speed R1 after time t3 as shown in Fig. Rise. After the engine speed is returned to the set speed R1, the engine speed is maintained at the set speed R1 as it is. As described above, after time t3, the engine speed is not lowered but maintained at the set speed R1, and the above-described remarkable reduction in the engine speed is suppressed.

다만, 전동발전기(12)를 발전운전시키는 시각 t3은, 펌프토출압이 소정의 설정압력(P1)까지 상승하였을 때의 시각이며, 엔진회전수가 설정회전수(R1)까지 복귀하는 시각(도 7(d)에 있어서의 시각 t2)보다 전의 시각이다.The time t3 at which the motor generator 12 is operated to generate power is the time when the pump discharge pressure rises to the predetermined set pressure P1 and the time at which the engine rotation speed reaches the set rotation speed R1 (time t2 in Fig. 4 (d)).

본 실시형태에서는, 후술과 같이 전동발전기(12)를 속도제어로 하고, 또한 전동발전기(12)의 목표회전수를 엔진(11)의 설정회전수(R1)에 상당하는 회전수보다 약간 낮은 값으로 설정함으로써, 전동발전기(12)를 발전운전시키도록 되어 있다.The target rotational speed of the electric motor generator 12 is set to a value slightly lower than the rotational speed corresponding to the set rotational speed R1 of the engine 11 So as to cause the electric motor generator 12 to perform power generation operation.

시각 t3 이후, 엔진토크는 계속 상승하고, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, 시각 t4에 있어서 엔진토크는 설정토크(τ2)에 도달한다. 설정토크(τ2)는, 펌프출력제한을 최대로 설정하였을 때에 엔진(11)이 출력하는 토크보다 약간 낮은 토크값으로 설정되어 있다. 구체적으로는, 설정토크(τ2)는, 엔진토크가 그 토크값까지 도달하고 있으면 그 후는 엔진(11)의 회전수 제어만으로 엔진토크를 확실히 상승시킬 수 있는 토크값으로 설정된다.After time t3, the engine torque continues to rise, and as shown in Fig. 8 (c), at time t4, the engine torque reaches the set torque? 2. The set torque tau 2 is set to a torque value slightly lower than the torque output by the engine 11 when the pump output restriction is set at the maximum. Specifically, when the engine torque reaches the torque value, the set torque? 2 is set to a torque value that can surely raise the engine torque only by the control of the revolution speed of the engine 11 thereafter.

시각 t4에 있어서 엔진토크가 설정토크(τ2)에 도달하면, 도 8(e)에 나타내는 바와 같이 전동발전기(12)의 발전운전은 해제되어, 전동발전기(12)의 발전운전은 정지된다. 시각 t4보다 전에 엔진회전수는 이미 설정회전수(R1)에 도달하고 있으며, 시각 t4 이후에도 설정회전수(R1)로 유지된다.When the engine torque reaches the set torque? 2 at time t4, the power generation operation of the motor generator 12 is canceled and the power generation operation of the motor generator 12 is stopped as shown in Fig. 8 (e). The engine speed has already reached the set speed R1 before time t4 and is maintained at the set speed R1 after time t4.

도 9는 상술의 제어방법에 의한 엔진회전수 제어처리의 플로우차트이다. 도 9에 나타내는 엔진회전수 제어처리는, 주로 컨트롤러(30)에 의하여 행해진다.9 is a flowchart of the engine speed control process by the control method described above. The engine speed control process shown in Fig. 9 is performed mainly by the controller 30. Fig.

엔진회전수 제어처리가 개시되면, 먼저, 스텝 S11에 있어서, 엔진토크가 설정토크(τ2)보다 작은지 아닌지가 판정된다. 엔진토크가 설정토크(τ2)와 동일하거나 큰 경우는(스텝 S11의 NO), 제어처리를 행하지 않고 종료된다. 엔진토크가 설정토크(τ2)보다 작은 경우는(스텝 S11의 YES), 처리는 스텝 S12로 진행된다.When the engine speed control process is started, it is first determined in step S11 whether or not the engine torque is smaller than the set torque? 2. When the engine torque is equal to or larger than the set torque? 2 (NO in step S11), the control process is not performed and the process is terminated. When the engine torque is smaller than the set torque? 2 (YES in step S11), the process proceeds to step S12.

스텝 S12에서는, 펌프토출압이 설정압력(P1) 이상인지 아닌지가 판정된다. 펌프토출압이 설정압력(P1)보다 작은 경우(스텝 S12의 NO), 처리는 스텝 S12를 반복하여 행하고, 펌프토출압이 설정압력(P1) 이상이 되는 것을 기다린다. 스텝 S12에 있어서 펌프토출압이 설정압력(P1) 이상이라고 판정되면(스텝 S12의 YES), 처리는 스텝 S13으로 진행된다. 도 8(a)에 나타내는 예에서는, 시각 t3에 있어서, 펌프토출압이 설정압력(P1) 이상이라고 판정된다.In step S12, it is determined whether or not the pump discharge pressure is equal to or higher than the set pressure P1. If the pump discharge pressure is smaller than the set pressure P1 (NO in step S12), the process repeats step S12 and waits until the pump discharge pressure becomes equal to or higher than the set pressure P1. If it is determined in step S12 that the pump discharge pressure is equal to or higher than the set pressure P1 (YES in step S12), the process proceeds to step S13. In the example shown in Fig. 8 (a), at time t3, it is determined that the pump discharge pressure is equal to or higher than the set pressure P1.

스텝 S13에서는, 전동발전기(12)의 목표회전수를, 엔진(11)의 설정회전수(R1)에 상당하는 회전수보다 약간 낮은 값으로 설정한다. 구체적으로는, 엔진(11)의 설정회전수(R1)에 상당하는 회전수보다 약간 낮은 값을 미리 설정해 두어, 엔진(11)의 설정회전수(R1)에 상당하는 회전수로부터 이 설정치를 감산함으로써, 전동발전기(12)의 목표회전수를 설정한다. 여기에서, 전동발전기(12)는 예를 들면 시각 t1에 있어서 미리 속도제어(회전수 제어)로 전환되어 있다. 따라서, 전동발전기(12)는 목표회전수보다 높은 회전수로 회전하고 있는 상태가 되고, 회전을 억제하여 목표회전수에 가까워지도록, 엔진(11)에 부하를 가하기 위하여 발전운전을 행하게 된다. 도 8(e)로 나타내는 예에서는, 시각 t3에 있어서 전동발전기(12)는 발전운전을 개시하고 있다.In step S13, the target rotational speed of the electric motor generator 12 is set to a value slightly lower than the rotational speed corresponding to the set rotational speed R1 of the engine 11. Specifically, a value slightly lower than the rotation speed corresponding to the set rotation speed R1 of the engine 11 is set in advance, and the set value is subtracted from the rotation speed corresponding to the set rotation speed R1 of the engine 11 Thereby setting the target rotational speed of the electric motor generator 12. Here, the electric motor generator 12 is switched to speed control (rotation speed control) in advance at time t1, for example. Therefore, the electric motor generator 12 is in a state of rotating at a higher number of revolutions than the target number of revolutions, and the power generation operation is performed to apply a load to the engine 11 so as to suppress the rotation and to approach the target number of revolutions. In the example shown in Fig. 8 (e), at time t3, the electric motor generator 12 starts power generation operation.

계속해서, 스텝 S14에 있어서, 전동발전기(12)는 속도제어에 의하여 제어되고, 발전출력은 증대된다. 엔진회전수는 시각 t3 이후에도 상승하여 설정회전수(R1)에 가까워지기 때문에, 전동발전기(12)의 회전수도 목표회전수에 가까워져, 전동발전기(12)에 의한 발전량은 작아진다.Subsequently, in step S14, the electric motor generator 12 is controlled by speed control, and the power generation output is increased. Since the engine speed rises even after the time t3 and becomes closer to the set rotation speed R1, the rotation speed of the electric motor generator 12 approaches the target rotation speed, and the amount of electric power generated by the electric motor generator 12 becomes small.

그리고, 스텝 S15에 있어서, 펌프전류가 최대 제한전류에 도달하였는지 아닌지가 판정된다. 펌프전류가 최대 제한전류에 도달하고 있지 않은 경우는(스텝 S15의 NO), 처리는 스텝 S14로 되돌아가, 전동발전기(12)의 속도제어가 계속된다. 즉, 전동발전기(12)의 발전운전이 계속된다.Then, in step S15, it is determined whether or not the pump current has reached the maximum limit current. When the pump current does not reach the maximum limit current (NO in step S15), the process returns to step S14, and the speed control of the electric motor generator 12 is continued. That is, the power generation operation of the electric motor generator 12 continues.

한편, 펌프전류가 최대 제한전류에 도달하였다고 판정된 경우는(스텝 S15의 YES), 전동발전기(12)가 발전운전을 정지하도록, 전동발전기(12)의 속도제어(회전수 제어)를 해제한다. 도 8(e)에 나타내는 예에서는, 펌프전류가 최대 제한전류에 도달한 시각 t4에 있어서 발전량은 대략 제로가 된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 펌프전류가 최대 제한전류에 도달하는 시각 t4에 있어서, 전동발전기(12)의 제어를 통상의 토크제어로 전환함으로써, 전동발전기(12)의 발전운전을 정지시키고 있다. 상술과 같이 시각 t4 이후는, 엔진(11)의 정회전수 제어에 의하여 엔진토크를 상승시킬 수 있다.On the other hand, when it is determined that the pump current has reached the maximum limit current (YES in step S15), the speed control (rotation speed control) of the motor generator 12 is canceled so that the motor generator 12 stops the power generation operation . In the example shown in Fig. 8 (e), the power generation amount becomes substantially zero at time t4 when the pump current reaches the maximum limit current. Therefore, in this embodiment, at the time t4 when the pump current reaches the maximum limit current, the control of the motor generator 12 is switched to the normal torque control to stop the power generation operation of the motor generator 12. As described above, after the time t4, the engine torque can be raised by the forward rotation total control of the engine 11. [

이상의 제어방법에 의하여 엔진(11)의 회전수를 제어함으로써, 펌프출력제한이 커지고 있을 때의 엔진회전수의 대폭적인 저하를 억제할 수 있어, 엔진회전수의 대폭적인 저하에 기인하여 발생하는 문제를 해소할 수 있다.By controlling the number of revolutions of the engine 11 by the control method described above, it is possible to suppress a significant decrease in the number of revolutions of the engine when the limit of the pump output is increased, and a problem Can be solved.

다만, 상술의 스텝 S12에 있어서 펌프토출압이 설정압력(P1) 이상이 되었다고 판정하여, 전동발전기(12)를 발전운전시키는 것으로 하고 있지만, 전동발전기(12)의 발전운전을 개시하는 타이밍은, 다른 방법으로도 결정할 수 있다. 다른 방법으로서, 예를 들면, 펌프전류가 일단 저하된 후 상승하기 시작하여 소정의 펌프전류치(도 8(b)의 시각 t3에 있어서의 펌프전류치)가 된 시점에서, 전동발전기(12)를 발전운전시키는 것으로 하여도 된다. 혹은, 메인펌프(14)의 토출압력을 부하로서 모니터해 두어, 토출압력이 소정의 값에 도달한 시점에서, 전동발전기(12)를 발전운전시키는 것으로 하여도 된다. 또, 메인펌프(14)의 부하에 근거하여 발전운전 개시시기를 판단하는 것이 아니라, 엔진회전수가 설정회전수(R1) 부근의 소정의 회전수까지 복귀한 시점에 있어서, 전동발전기(12)의 발전운전을 개시하는 것으로 하여도 된다.However, the timing for starting the power generation operation of the electric motor generator 12 is not limited to the timing at which the power generation operation of the electric motor 12 is started. In this case, It can also be determined in other ways. As another method, for example, when the pump current starts to rise after the pump current once decreases, and when the predetermined pump current value (the pump current value at time t3 in Fig. 8 (b) It may be operated. Alternatively, the discharge pressure of the main pump 14 may be monitored as a load, and when the discharge pressure reaches a predetermined value, the electric motor generator 12 may be subjected to power generation operation. It is not necessary to determine the timing of starting the power generation operation based on the load of the main pump 14 but at the point of time when the engine speed has returned to the predetermined number of revolutions near the set speed R1, The power generation operation may be started.

또, 전동발전기(12)의 발전운전을 정지하는 타이밍으로서는, 도 6의 스텝 S5에서 설명한 바와 같이, 엔진토크가 설정토크(τ2)에 도달한 시점에서, 전동발전기(12)가 발전운전을 정지하도록, 전동발전기(12)의 속도제어를 해제하는 것으로 하여도 된다.As described in step S5 in Fig. 6, when the engine torque reaches the set torque? 2, the electric motor generator 12 stops the power generation operation at the timing of stopping the power generation operation of the motor generator 12 The speed control of the electric motor generator 12 may be canceled.

다만, 상술의 실시형태에서는 선회기구(2)가 전동식이었지만, 선회기구(2)가 전동이 아닌 유압구동인 경우가 있다. 도 10은 도 2에 나타내는 쇼벨의 선회기구를 유압구동식으로 한 경우의 구동계의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 10에 나타내는 쇼벨에서는, 선회용 전동기(21) 대신에, 선회유압모터(2A)가 컨트롤밸브(17)에 접속되고, 선회기구(2)는 선회유압모터(2A)에 의하여 구동된다. 이러한 구성의 쇼벨이더라도, 상술의 실시형태와 같이 하여, 전동발전기(12)를 발전운전시켜 엔진(11)에 부하를 가함으로써, 엔진회전수의 감소를 억제하여, 연료 소비량의 증대를 억제할 수 있다.However, although the swivel mechanism 2 is of the electric type in the above-described embodiment, the swivel mechanism 2 may be hydraulic driven rather than electric. 10 is a block diagram showing the configuration of a drive system in the case where the swivel mechanism of the shovel shown in Fig. 2 is of the hydraulic drive type. 10, the swivel hydraulic motor 2A is connected to the control valve 17, and the swivel mechanism 2 is driven by the swivel hydraulic motor 2A in place of the swivel electric motor 21. Even if the shovel having such a configuration is provided, as in the above-described embodiment, by applying the load to the engine 11 by performing the power generation operation of the electric motor generator 12, the reduction of the engine revolution speed is suppressed, have.

또, 상술의 실시형태에서는, 엔진(11)과 전동발전기(12)를 유압펌프인 메인펌프(14)에 접속하여 메인펌프(14)를 구동하는 방식의 쇼벨에 본 발명을 적용한 예에 대하여 설명하였다. 본 발명은, 이러한 방식의 쇼벨 이외에, 도 11에 나타내는 바와 같이 엔진(11)으로 메인펌프(14)를 구동하는 쇼벨에도 적용할 수도 있다. 이 경우, 전동발전기(12)가 없기 때문에, 엔진(11)에 부하를 가하기 위한 발전기(200)를 설치해 둔다. 발전기(200)가 발전운전을 행하여 얻어진 전력은, 전압 레귤레이터나 인버터 등의 발전기용의 구동제어부(210)를 통하여 축전계(220)에 공급되어, 축적된다. 축전계(220)는, 예를 들면 에어컨 등의 전장품을 구동하기 위하여 설치되어 있는 것이어도 된다.The above embodiment describes an example in which the present invention is applied to a shovel in which the engine 11 and the electric motor generator 12 are connected to the main pump 14 as a hydraulic pump to drive the main pump 14 Respectively. The present invention can be applied to a shovel driving the main pump 14 by the engine 11 as shown in Fig. 11, in addition to the shovel of this type. In this case, since there is no electric motor generator 12, a generator 200 for applying a load to the engine 11 is provided. The power obtained by the generator 200 performing the power generation operation is supplied to the power storage system 220 through the drive control unit 210 for the generator such as a voltage regulator and an inverter and is accumulated. The electricity storage system 220 may be provided for driving electric components such as an air conditioner.

도 11에 나타내는 구성의 쇼벨에 있어서, 발전기(200)는, 상술의 실시형태에 있어서의 전동발전기(12)의 역할을 한다. 즉, 메인펌프(14)의 출력을 증대하고 있을 때에, 발전기(200)를 발전운전시킴으로써, 엔진(11)에 부하를 가할 수 있다. 이로써, 엔진회전수의 감소를 억제하여, 엔진토크를 원활하게 상승시킬 수 있다.In the shovel having the configuration shown in Fig. 11, the generator 200 serves as the electric motor generator 12 in the above-described embodiment. That is, when the output of the main pump 14 is being increased, a load can be applied to the engine 11 by generating power to the generator 200. This makes it possible to suppress the decrease in the engine speed and smoothly increase the engine torque.

1: 하부 주행체 1A, 1B: 유압모터
2: 선회기구 2A: 선회유압모터
3: 상부 선회체 4: 붐
5: 암 6: 버킷
7: 붐실린더 8: 암실린더
9: 버킷실린더 10: 캐빈
11: 엔진 11a: 과급기
12: 전동발전기 12A: 회전검출기
13: 변속기 14: 메인펌프
15: 파일럿펌프 16: 고압유압라인
17: 컨트롤밸브 18A, 20: 인버터
19: 커패시터 21: 선회용 전동기
22: 리졸버 23: 메커니컬브레이크
24: 선회변속기 25: 파일럿라인
26: 조작장치 26A, 26B: 레버
26C: 페달 27: 유압라인
28: 유압라인 29: 압력센서
30: 컨트롤러 100: 승강압 컨버터
110: DC버스 111: DC버스 전압검출부
112: 커패시터 전압검출부 113: 커패시터 전류검출부
120: 축전계 200: 발전기
210: 구동제어부 220: 축전계1: Lower traveling body 1A, 1B: Hydraulic motor
2: Swing mechanism 2A: Swiveling hydraulic motor
3: upper swivel 4: boom
5: Arm 6: Bucket
7: boom cylinder 8: arm cylinder
9: bucket cylinder 10: cabin
11: Engine 11a: Supercharger
12: electric generator 12A: rotation detector
13: Transmission 14: Main pump
15: Pilot pump 16: High pressure hydraulic line
17: Control valve 18A, 20: Inverter
19: Capacitor 21: Swirl motor
22: resolver 23: mechanical brake
24: turning transmission 25: pilot line
26: operating device 26A, 26B: lever
26C: Pedal 27: Hydraulic line
28: Hydraulic line 29: Pressure sensor
30: Controller 100: Step-up / down converter
110: DC bus 111: DC bus voltage detector
112: Capacitor voltage detection unit 113: Capacitor current detection unit
120: electricity storage system 200: generator
210: drive control unit 220:

Claims (10)

토크를 변화시키는 것에 의해 일정회전수가 되도록 제어되는 엔진과,
상기 엔진에 접속된 유압펌프와,
상기 엔진에 접속된 발전기와,
상기 발전기를 제어하는 제어부를 가지고,
상기 제어부는, 상기 유압펌프의 부하가 증대하는 것에 의해 상기 엔진으로의 부하가 증대하고 있을 때에 상기 엔진의 회전수가 상기 일정회전수보다 저하되는 경우, 상기 발전기를 발전운전시키는 것에 의하여 상기 엔진에 발전부하를 더하는 것을 특징으로 하는 쇼벨.An engine that is controlled so as to have a constant rotation number by changing a torque,
A hydraulic pump connected to the engine,
A generator connected to the engine,
And a control unit for controlling the generator,
Wherein when the load on the engine is increasing due to an increase in the load of the hydraulic pump, the control unit causes the generator to perform power generation operation, And a load is added. 제 1 항에 있어서,
상기 발전기를 회전수 제어함으로써, 상기 발전기에 상기 발전운전을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 쇼벨.The method according to claim 1,
And controls the generator to rotate, thereby causing the generator to perform the power generation operation. 제 2 항에 있어서,
상기 발전기의 설정회전수는, 상기 엔진의 설정회전수보다 작은 것을 특징으로 하는 쇼벨.3. The method of claim 2,
Wherein the set rotational speed of the generator is smaller than the set rotational speed of the engine. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 유압펌프의 부하가 소정치 이상이 되면, 상기 발전기의 상기 발전운전을 개시시키는 것을 특징으로 하는 쇼벨.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And the control section starts the power generation operation of the generator when the load of the hydraulic pump becomes a predetermined value or more. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 엔진의 회전수가 소정의 회전수까지 회복되면, 상기 발전기의 상기 발전운전을 개시시키는 것을 특징으로 하는 쇼벨.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And the control section starts the power generation operation of the generator when the number of revolutions of the engine is recovered to a predetermined number of revolutions. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 유압펌프의 출력제한이 소정치까지 회복되면, 상기 발전기의 상기 발전운전을 개시시키는 것을 특징으로 하는 쇼벨.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And the control section starts the power generation operation of the generator when the output limit of the hydraulic pump is restored to a predetermined value. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 엔진의 출력 토크가 소정치까지 회복되면, 상기 발전기의 상기 발전운전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 쇼벨.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And the control section stops the power generation operation of the generator when the output torque of the engine is recovered to a predetermined value. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 유압펌프의 출력제한이 최대치까지 회복되면, 상기 발전기의 상기 발전운전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 쇼벨.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the controller stops the power generation operation of the generator when the output limit of the hydraulic pump is recovered to a maximum value. 토크를 변화시키는 것에 의해 일정회전수가 되도록 제어되는 엔진과
상기 엔진에 접속된 유압펌프와,
상기 엔진에 접속된 발전기를 가지는 쇼벨의 제어방법으로서,
상기 유압펌프의 부하가 증대하는 것에 의해 상기 엔진으로의 부하가 증대하고 있을 때에 상기 엔진의 회전수가 상기 일정회전수보다 저하되는 경우, 상기 발전기를 발전운전시키는 것에 의하여 상기 엔진에 발전부하를 더하는 것을 특징으로 하는 쇼벨의 제어방법.An engine that is controlled to have a constant rotation number by changing the torque
A hydraulic pump connected to the engine,
A control method of a shovel having a generator connected to the engine,
When the load on the engine is increased due to an increase in the load of the hydraulic pump, the power generation load is added to the engine by causing the generator to perform power generation operation when the number of revolutions of the engine is lower than the predetermined number of revolutions A method of controlling a showbell characterized by: 제 9 항에 있어서,
상기 발전기를 회전수 제어함으로써, 상기 발전기에 상기 발전운전을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 쇼벨의 제어방법.10. The method of claim 9,
And controlling the rotation speed of the generator to cause the generator to perform the power generation operation.
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